JP2685541B2 - Projection display - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、投写形ディスプレイのフォーカス改善に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to improving the focus of a projection display.

［従来の技術］ 従来の投写形電磁フォーカス式ディスプレイ用のCRT
とその周辺部品の配置を第２図に示す。同図で１はCRT
フェース、２は電子銃、３は偏向コイル、４は電磁フォ
ーカスコイル、５はコンバーゼンス補正用の補助偏向コ
イルである。マグロウヒル出版社［McGRAW−HILL BOOK
COMPANY,INC］より1957年に出版の“Television Engine
ering Handbook"by D.G.Fink,p16−195〜p16−196に記
載されたものが知られている。[Prior art] CRT for conventional projection electromagnetic focus display
Fig. 2 shows the layout of the parts and their peripheral parts. In the figure, 1 is a CRT
A face, 2 is an electron gun, 3 is a deflection coil, 4 is an electromagnetic focus coil, and 5 is an auxiliary deflection coil for convergence correction. McGraw-Hill Publisher [McGRAW-HILL BOOK
COMPANY, INC] published in 1957, "Television Engine
The materials described in "Eering Handbook" by DG Fink, p16-195 to p16-196 are known.

［発明が解決しようとする課題］ 該従来技術においては、部品の寸法ばらつきに起因す
る収差の低減が困難であるという問題点があった。首記
公知例には、フォーカスコイル４のポールピースを機械
的に微動することによって、該収差を吸収する技術が述
べられているが、該調整方法は、極めて熟練した技術が
要求されるという問題点があった。また、偏向コイルの
巻線分布のばらつきに起因するフォーカス劣化（収差）
を吸収することが困難であるという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the prior art, there is a problem that it is difficult to reduce aberrations due to dimensional variations of components. The above-mentioned known example describes a technique of absorbing the aberration by mechanically finely moving the pole piece of the focus coil 4, but the adjustment method requires a very skilled technique. There was a point. In addition, focus deterioration (aberration) due to variations in the winding distribution of the deflection coil
There was a problem that it was difficult to absorb.

本発明の目的は、上記従来技術におけるフォーカス劣
化を補償する手段を提供するにある。It is an object of the present invention to provide means for compensating for focus deterioration in the above-mentioned prior art.

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、単一電子ビームを有する少く共一本のCR
Tを具備した投写形ディスプレイにおいて、該CRTのネッ
ク部に少く共補助偏向兼収差補正用ヨーク手段を備え、
該ヨーク手段は６極ポールピース手段と第１〜第４の巻
線手段から構成され、該第１の巻線手段は、水平補助偏
向用の２極磁界を形成し、第２の巻線手段は垂直偏向用
の２極磁界を形成し、第３の巻線手段は第１の非点収差
補正用の第１の４極磁界を形成し、第４の巻線手段は第
２の非点収差補正用の第２の４極磁界を形成し、該第１
の４極磁界と第２の４極磁界とが実質的に互いに直交す
るように形成されることにより、さらには、６極ポール
ピース手段の代りにトロイダルコア手段を用いて構成さ
れることにより達成される。[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is to provide at least one CR having a single electron beam.
In a projection display equipped with T, the neck portion of the CRT is provided with a small amount of co-auxiliary deflection / aberration correction yoke means,
The yoke means is composed of a 6-pole pole piece means and first to fourth winding means, the first winding means forming a 2-pole magnetic field for horizontal auxiliary deflection, and the second winding means. Forms a dipole magnetic field for vertical deflection, the third winding means forms a first quadrupole magnetic field for correcting the first astigmatism, and the fourth winding means forms a second astigmatism. Forming a second quadrupole magnetic field for aberration correction,
And the second quadrupole magnetic field are formed so as to be substantially orthogonal to each other, and further, toroidal core means is used instead of the six-pole pole piece means. To be done.

［作用］ 後述の解析によって明確化するように、偏向コイルの
巻線分布のばらつきに起因して発生する主な収差は、非
点収差であり、該非点収差は、画面位置座標の２次関数
で表される。互いに直交する４極磁界は各々２つの独立
な非点収差を補正する。かつ、該非点収差補正量は、画
面位置座標のほぼ２次関数によって制御されるため、所
期の補正効果を得ることができる。[Operation] As will be clarified by the analysis described later, the main aberration caused by the variation in the winding distribution of the deflection coil is astigmatism, and the astigmatism is a quadratic function of screen position coordinates. It is represented by. The quadrupole magnetic fields orthogonal to each other correct two independent astigmatisms. Moreover, since the astigmatism correction amount is controlled by almost a quadratic function of the screen position coordinates, the desired correction effect can be obtained.

［実施例］ 第１図に本発明の第１の実施例を示す。[Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

同図でCRTフェース１、主偏向コイル３、電磁フォー
カスコイル４は、第２図の従来技術と同じである。６は
周知の水平／垂直偏向回路、７は、周知の電磁フォーカ
ス回路、９は、周知のコンバージェンス回路（またはレ
ジストレーション回路とも称される）である。In the figure, the CRT face 1, the main deflection coil 3, and the electromagnetic focus coil 4 are the same as in the prior art of FIG. 6 is a well-known horizontal / vertical deflection circuit, 7 is a well-known electromagnetic focus circuit, and 9 is a well-known convergence circuit (also referred to as a registration circuit).

8,10〜19の部分は本発明の要部である。８は、補助偏
向コイル及び収差補正コイルを含む補助偏向兼収差補正
ヨークである。その詳細は、第３図及び第４図に示され
る。The parts 8, 10 to 19 are essential parts of the present invention. Reference numeral 8 denotes an auxiliary deflection / aberration correction yoke including an auxiliary deflection coil and an aberration correction coil. The details are shown in FIGS. 3 and 4.

第３図において、20は、６極ポールピースである。21
（第３図（ａ））,22（第３図（ｂ））は各々水平／垂
直補助偏向用コイルである。これらは各々図示の矢印の
向きの磁界をCRTのネックの内部の空間に発生し、電子
ビームを補助偏向する。In FIG. 3, 20 is a 6-pole pole piece. twenty one
(Fig. 3 (a)) and 22 (Fig. 3 (b)) are horizontal / vertical auxiliary deflection coils. Each of these generates a magnetic field in the direction of the arrow shown in the space inside the neck of the CRT, and auxiliary deflects the electron beam.

第４図において、20は、第３図と同一の６極ポールピ
ースである。第４図（ａ）に示す18は、第１の４極磁界
形成用巻線で同図の単矢印の向きに磁界を形成し、電子
ビームの拡がりの各部を２重矢印の向きに微小偏向す
る。第４図（ｂ）に示す19は、第２の４極磁界形成用巻
線である。第１の磁界と第２の磁界とは、ほぼ互いに直
交する。第４図（ｃ）に示す23は６極磁界形成用巻線で
ある。18,19の巻線は、第１図に示されているが、23の
巻線は第１図において簡潔化表現のため省略されてい
る。In FIG. 4, 20 is the same 6-pole pole piece as in FIG. Reference numeral 18 shown in FIG. 4 (a) is a first quadrupole magnetic field forming winding that forms a magnetic field in the direction of the single arrow in the figure, and slightly deflects each part of the spread of the electron beam in the direction of the double arrow. To do. Reference numeral 19 shown in FIG. 4 (b) is a second quadrupole magnetic field forming winding. The first magnetic field and the second magnetic field are substantially orthogonal to each other. Reference numeral 23 shown in FIG. 4 (c) is a sextupole magnetic field forming winding. 18, 19 windings are shown in FIG. 1, but 23 windings have been omitted in FIG. 1 for simplicity.

第１図にもどって、10は、水平偏向のこぎり波信号、
11は垂直偏向のこぎり波信号である。これは、各々水平
／垂直周期の周知ののこぎり波状のものである。これら
を各々以下X,Y（各々時間の関数）と表す。Returning to FIG. 1, 10 is a sawtooth wave signal of horizontal deflection,
11 is a sawtooth wave signal with vertical deflection. This is a well-known sawtooth wave of each horizontal / vertical period. These are respectively referred to as X and Y (functions of time) below.

12,13はk₁〜k₆を定数として、k₁X²＋k₂XY＋k₃Y²＋k₄X
＋k₅Y＋k₆の形式の２次関数信号を発生させる２次関数
信号発生回路である。14,15は負帰還増幅回路である。1
6,17は、収差補正コイル18,19に流れる電流を検出する
ための抵抗である。該構成によって、収差補正コイルに
は、x,yの各２次関数に応じた電流を流すことができ、
従って、各々の形成する４極磁界は該各２次関数に応じ
て制御される。For 12,13, k ₁ to k ₆ are constants, and k ₁ X ² + k ₂ XY + k ₃ Y ² + k ₄ X
This is a quadratic function signal generation circuit for generating a quadratic function signal of the form + k ₅ Y + k ₆ . Reference numerals 14 and 15 are negative feedback amplifier circuits. 1
Reference numerals 6 and 17 are resistors for detecting currents flowing in the aberration correction coils 18 and 19. With this configuration, it is possible to pass a current according to each quadratic function of x and y in the aberration correction coil,
Therefore, the quadrupole magnetic field formed by each is controlled according to each quadratic function.

同図には省略したが、第４図の23の６極磁界用巻線23
に対応しても、第１図の12,14,16と同形式の処理増幅回
路が使用され、６極磁界が制御される。Although omitted in the figure, the 6-pole magnetic field winding 23 of 23 in FIG.
Also, the processing and amplifying circuit of the same type as 12, 14, 16 in FIG. 1 is used to control the 6-pole magnetic field.

上記構成によって、収差補正が達成される理由を次に
詳細に説明する。The reason why aberration correction is achieved by the above configuration will be described in detail below.

以下に述べる詳細解析に基いて本発明が得られたもの
である。The present invention was obtained based on the detailed analysis described below.

第５図に主偏向コイル３の水平偏向用巻線の単位長当
りの巻数分布ｎ（α）の模様を示す。CRTネック断面の
中心に直交座標系及び極座標系の原点が設定されてい
る。FIG. 5 shows a pattern of the winding number distribution n (α) per unit length of the horizontal deflection winding of the main deflection coil 3. The origins of the Cartesian coordinate system and the polar coordinate system are set at the center of the CRT neck cross section.

まず、収差の原因となるCRTネック内部の磁界分布の
むらを定量的にｎ（α）の関数として求める。First, the unevenness of the magnetic field distribution inside the CRT neck that causes the aberration is quantitatively obtained as a function of n (α).

ｎ（α）は２π周期の周期関数故、次式の通り、フー
リエシリーズに分解できる。Since n (α) is a periodic function of 2π period, it can be decomposed into Fourier series as follows.

ｎ（α）＝Real Σ a_ne^{jn α} … 偏向コイルの内面即ち、ネックの外円周に沿った磁位を
φ（Re^{j α}）とすると、偏向コイルの外側の空間は比透
磁率の十分大きいコア材で充たされているため、 ネック内側空間に磁気源は存在しないため、ネック内側
空間の磁位φ（ｚ）も、式と同形式で与えられる。よ
って、 ネック内側空間の磁界をＨ（ｚ）とすると、 複素関数ｆ（ｚ）の実部をＸ、虚部をＹとすると、 （Ｘ＝−φ） ｆ（ｚ）＝Ｘ＋jY ｆ（ｚ）は正則故、Cauchyの条件から が成立する。よって、 ここに、“−”は共役複素数の意 式に式を代入して、 式が水平偏向コイルによる磁界を表す。n (α) = Real Σ a n e jn α ... If the magnetic potential along the inner surface of the deflection coil, that is, along the outer circumference of the neck is φ (Re ^{j α} ), the space outside the deflection coil is filled with a core material having a sufficiently large relative permeability. Since there is no magnetic source in the inner space of the neck, the magnetic potential φ (z) of the inner space of the neck is also given in the same form as the equation. Therefore, If the magnetic field in the space inside the neck is H (z), Assuming that the real part of the complex function f (z) is X and the imaginary part is Y, (X = −φ) f (z) = X + jY f (z) is a regular rule. Holds. Therefore, Here, "-" substitutes the expression for the conjugate complex number, The expression represents the magnetic field produced by the horizontal deflection coil.

上式から判るように2n極成分の磁界は（）^n-1に比例
する。As can be seen from the above equation, the magnetic field of the 2n-pole component is proportional to () ^n-1 .

通常、式においてa₁は実数故、式において、ja₁
は虚軸方向（ｙ方向）の磁界を意味し、従って水平方向
（ｘ方向）への電子ビームの偏向を意味する。Usually, a ₁ is a real number in the formula, so in the formula, ja ₁
Means the magnetic field in the imaginary axis direction (y direction), and thus the deflection of the electron beam in the horizontal direction (x direction).

０＝a₂＝a₃＝… … が成立する場合には、Ｈ（ｚ）≡jI_xa₁ 即ち、一様磁界が得られる。When 0 = a ₂ = a ₃ = ... holds, H (z) ≡jI _x a _{1, that} is, a uniform magnetic field is obtained.

フォーカス劣化を避けるためには、一様磁界であるこ
とが望ましい。しかし、現実には、式を成立させるこ
とは困難でa₂／a₁，a₃／a₁etcは、 程度のばらつきが残留していた。A uniform magnetic field is desirable to avoid focus deterioration. However, in reality, it is difficult to establish the formula, and a ₂ / a ₁ , a ₃ / a ₁ etc are The degree of variation remained.

a₂，a₃等の画像の幾何学的歪みへの影響及びデフォー
カスへの影響について順を追って説明する。The effects of a ₂ , a _3, etc. on the geometric distortion of the image and the effects on defocus will be explained in order.

幾何学的歪みへの影響 第６図に電子ビームの芯の起動を24に示す。同図で原
点は偏向コイル３の始点部に相当し、管軸方向に実数座
標ｌ、管軸垂直面内に複素数座標Ｚを設定してある。偏
向コイル３の磁界はｌ＝［0,l₁］の区間においてのみ存
在するものと近似する。周知の偏向物理に従って、電子
ビームは磁界存在区間内で等角速度円運動をし、その結
果得られる偏向角θ_ｘの正弦は式の仮定の元に、a₁I_x
に比例する。Effect on geometrical distortion Figure 6 shows the activation of the electron beam core at 24. In the figure, the origin corresponds to the starting point of the deflection coil 3, and the real coordinate 1 is set in the tube axis direction and the complex coordinate Z is set in the plane perpendicular to the tube axis. The magnetic field of the deflection coil 3 is approximated to exist only in the section of l = [0, l ₁ ]. According to the well-known deflection physics, the electron beam makes a uniform angular velocity circular motion within the magnetic field existence interval, and the sine of the resulting deflection angle θ _x is a ₁ I _x
Is proportional to

sinθ_x＝ka₁I_x … ここにｋは比例定数 また、フェースプレート上の偏向量Z₂はtanθに比例す
る。偏向区間の終点の偏向量Z₁もほぼtanθ_xに比例す
る。sin θ _x = ka ₁ I _x ... Here, k is a proportional constant. Further, the deflection amount Z ₂ on the face plate is proportional to tan θ. The deflection amount Z _{1 at} the end point of the deflection section is also approximately proportional to tan θ _x .

式が成立しない場合のa₂，a₃の寄与について次に説
明する。 The contributions of a ₂ and a ₃ when the equation is not satisfied are explained below.

区間ｌ＝［0,l₁］内での電子ビームの軌道に沿って、
a₂，a₃の寄与によって、偏向角θ_xがどの程度摂動変位
を受けるかを求めることに帰着する。通常、投写形ディ
スプレイ用CRTにおいて、θ_xの値は0.5rad以下である。
よって電子ビームの円運動はｌ軸方向に等速な放物線運
動で近似できる。Along the orbit of the electron beam in the interval l = [0, l ₁ ],
It results in finding how much the deflection angle θ _x undergoes perturbation displacement by the contribution of a ₂ and a ₃ . Usually, in a CRT for projection display, the value of θ _x is 0.5 rad or less.
Therefore, the circular motion of the electron beam can be approximated by a uniform parabolic motion in the l-axis direction.

即ち、問題は、式のＨ（ｚ）を第６図の軌道に沿っ
て平均化したH_avを求めることに帰着する。That is, the problem results in finding H _av obtained by averaging H (z) in the equation along the trajectory of FIG.

H_av≡∫Ｈ（ｚ）dW（ｚ） … ここにdW（ｚ）は加重素分i,l₁滞在時間率で、 式，から 上式中▲▼/Rの項は２次のリニアリティ歪みを発
生し、 の項は３次のリニアリティ歪みを発生する。定量的には
画面左右端において、｜▲▼/R|の大きさは約0.5程
度であり、既述現実の｜a₂／a₁|,|a₃／a₁｜のばらつき
約各0.01,0.05に対応して２次歪み約0.17％、３次歪み
0.25％のオーダーの幾何学的歪みのばらつきが発生して
いた。但し、これらは、ディスプレイの使用目的上、通
常許容できる程度のものであった。H _av ≡ ∫ H (z) dW (z)… where dW (z) is the weighted prime component i, l ₁ stay time ratio, From The ▲ ▼ / R term in the above equation causes a second-order linearity distortion, Term produces a third-order linearity distortion. Quantitatively, the size of | ▲ ▼ / R | is about 0.5 at the left and right edges of the screen, and the variation of | a ₂ / a ₁ |, | a ₃ / a ₁ | Corresponding to 0.05, second-order distortion is about 0.17%, third-order distortion
There was a variation of geometrical strain of the order of 0.25%. However, these were generally acceptable for the purpose of use of the display.

以上、水平偏向磁界について述べたが垂直偏向磁界に
ついても同様である。The horizontal deflection magnetic field has been described above, but the same applies to the vertical deflection magnetic field.

以上で幾何学的歪みについての説明を終り、次にデフ
ォーカスへの影響について説明する。The geometric distortion has been described above, and then the influence on defocus will be described.

デフォーカスへの影響 第７図に示す通り、偏向区間での電子ビームの拡がり
直径を2r₀とする。ビームの芯に対するビームの各部の
相対座標をz₀とし z₀≡r₀e^{j α 0}＝x₀＋jy₀ と表す。Effect on defocus As shown in FIG. 7, the divergence diameter of the electron beam in the deflection section is 2r ₀ . Let z _{0 be} the relative coordinates of each part of the beam with respect to the core of the beam, and let z ₀ ≡r ₀ e ^{j α 0} = x ₀ + jy ₀ .

ビームの芯に対する平均作用磁界は既述式の通りで
ある。ビームの各部は、偏向磁界の非一様性に基き、式
とは異った平均作用磁界を経由する。これをH_av(z₀)
と記す。H_av(z₀)とH_avとの差をΔH_av(z₀)と記す。する
と、 H_av(z₀)＝∫Ｈ（ｚ＋z₀）ｄ（ｚ） ΔH_av(z₀)＝∫｛Ｈ（ｚ＋z₀）−Ｈ（ｚ）｝ｄ（ｚ） 式，を代入して、 上式の大きさの目やすを得るために、水平方向画面右
端に対応する平均作用磁界H_M及びその際の水平偏向電流
I_Mで基準化する。The average acting magnetic field with respect to the beam core is as described above. Each part of the beam goes through an average acting magnetic field that differs from the equation due to the non-uniformity of the deflection field. This is H _av (z ₀ )
It is written. The difference between H _av (z ₀ ) and H _av is denoted as ΔH _av (z ₀ ). Then, H _av (z ₀ ) = ∫H (z + z ₀ ) d (z) ΔH _av (z ₀ ) = ∫ {H (z + z ₀ ) −H (z)} d (z) Equation, is substituted, In order to obtain the size of the above equation, the average working magnetic field H _M corresponding to the right end of the horizontal screen and the horizontal deflection current at that time
Standardize with I _M.

上式の大きさは半画面幅に対するCRTフェース上のデ
フォーカス量の相対値と見なせる。 The size of the above equation can be regarded as the relative value of the defocus amount on the CRT face with respect to the half screen width.

画面右端にて、I_x＝I_Mであり、また、 のオーダーである。上記中、｜z₀/R|は、特に本発明の
係る電磁フォーカス方式において大である。これらを代
入すると、 表示画素数1000行×1000列以上の高精細ディスプレイ
においては、偏向デフォーカスを式換算1/1000以下と
することが望ましい。何故なら、そのスポットサイズを
約１画素程度とするためには、式の大きさを1/1000以
下とする必要があるからである。At the right edge of the screen, I _x = I _M , and It is an order. In the above, | z ₀ / R | is particularly large in the electromagnetic focus system according to the present invention. Substituting these, In the case of a high-definition display with 1000 rows or 1000 columns of display pixels, it is desirable that the deflection defocus be 1/1000 or less. This is because the size of the equation needs to be 1/1000 or less in order to set the spot size to about 1 pixel.

ところが、現実には、上記原理に基いて、目標の約４
倍程度のデフォーカスを発生していた。上記中、｜z₀｜
の大きさは、電子銃のビーム電流の増加と共に増加する
性質があるため、特に明るい画面で、デフォーカスが甚
しくなるという現象が観察されていた。However, in reality, based on the above-mentioned principle, the target of about 4
About twice as much defocus was occurring. In the above, ｜ z ₀ ｜
It has been observed that the defocus becomes serious, especially in a bright screen, because the size of the beam has a property of increasing with the beam current of the electron gun.

以上、水平偏向磁界について考察したが、垂直偏向磁
界の非一様性も同様にデフォーカス要因となる。Although the horizontal deflection magnetic field has been discussed above, the non-uniformity of the vertical deflection magnetic field also causes a defocus.

垂直偏向コイルの巻分布を式に対応して次式とす
る。The winding distribution of the vertical deflection coil is given by the following equation corresponding to the equation.

ｎ（α）＝Real Σ b_ne^{jn α} … ここに、b₁は通常純虚数である。n (α) = Real Σ b _n e ^{jn α} ... where b ₁ is usually a pure imaginary number.

式中のb₂，b₃…の影響を含めて、式の対半画面幅
収差量を書き直すと、 ここに、I_x：水平偏向電流 I_y：垂直偏向電流 z₀：偏向磁界内での電子ビームの拡がり座標 a₁I_M：半画面幅対応 Ｒ ：ネック半径 z₁：偏向区間の終端での電子ビーム中心の偏
向量 式右辺第１行、第２行はスポットの拡がり｜z₀｜に
比例する非点収差で、第１行はI_x，I_yの１次関数に比例
し、第２行は、I_x，I_yの２次関数に比例する。何故なら
第２行中のz₁の中にI_x，I_yに比例する項を含むから。第
３行は｜z₀｜²に比例する収差で、I_x，I_yの１次関数に
比例する。Rewriting the amount of half-screen width aberration in the equation, including the effects of b ₂ , b ₃ ... in the equation, Where I _x : horizontal deflection current I _y : vertical deflection current z ₀ : electron beam divergence coordinates in the deflection magnetic field a ₁ I _M : half-screen width compatible R: neck radius z ₁ : at the end of the deflection section The first and second rows on the right side of the deflection amount formula of the electron beam center are astigmatisms proportional to the spot spread │z ₀ │, and the first row is proportional to the linear function of I _x and I _y . The row is proportional to a quadratic function of I _x and I _y . Because z _{1 in} the second line contains a term proportional to I _x and I _y . The third line is an aberration proportional to | z ₀ | ² and proportional to a linear function of I _x and I _y .

次に、これらの収差を第１図の実施例に記した構成に
よって補償できる理由を次に示す。Next, the reason why these aberrations can be compensated by the configuration described in the embodiment of FIG. 1 will be shown below.

式におけるI_x／I_M，I_y／I_Mは第１図におけるのこぎ
り波X,Yに相当する。I _x / I _M and I _y / I _M in the equation correspond to the sawtooth waves X and Y in FIG.

また式中の▲▼/Rは画面右端部で既述の通りそ
の実部が約0.5のオーダーであるので、次式が成立す
る。Further, ▲ ▼ / R in the formula has the real part of the order of about 0.5 at the right end of the screen as described above, so the following formula is established.

これらを代して式を書き直すと、 第１図、第４図において巻線18,19,23が補償するべき
収差は各々式のA₂の実部、A₂の虚部及びA₃の実部に対
応している。何故なら式の前後で述べたように2n極磁
界成分は（）^n-1に比例している。第１図の補助偏向
兼収差補正ヨーク８の区間内では電子ビームはわずかし
か偏向されてないため、ｚ≒z₀と見なし得る。 If you rewrite the formula instead of these, Figure 1, the real part of A ₂ aberrations each type should windings 18,19,23 compensates in FIG. 4, and corresponds to the real part of the imaginary part and A ₃ of A _2. Because the 2n-pole magnetic field component is proportional to () ^n-1 as mentioned before and after the equation. Since the electron beam is only slightly deflected in the section of the auxiliary deflection / aberration correction yoke 8 in FIG. ₁ , it can be considered that z≈z ₀ .

従って第１図の12,13で示される、２次関数信号発生
回路の係数、 k₁X²＋k₂XY＋k₃Y²＋k₄X＋k₅Y＋k₆ 即ち、上式中のk₁〜k₆は、各々式のA₂の実部及び虚部
に対応する。Accordingly indicated by 12 and 13 of FIG. 1, the coefficient of the quadratic function signal generating ^{_{circuit, k 1 X 2 + k 2}} XY + k 3 Y 2 + k 4 X + k 5 Y + k 6 words, k ₁ to k ₆ in the above formula, Each corresponds to the real and imaginary parts of A _{2 in} the equation.

従って第１図の12,13で示される２次関数発生部の係
数k₁〜k₆は、その大きさを可変設定できるように構成さ
れる。X²,XY,Y²などの項は、周知乗算回路用IC（例：市
販のモトローラ社製MC1495）によって構成できる。ま
た、当然、これらの２次関数発生回路は、デジタルメモ
リで置き換えることができる。デジタルメモリ技術によ
れば、X,Yの任意の関数を蓄積、発生させることができ
る。しかし、既述のデフォーカスの物理から判るよう
に、必要な主補正要素は、２次関数形式のものである。Therefore, the coefficients k _{1 to} k ₆ of the quadratic function generating section indicated by 12 and 13 in FIG. ₁ are configured so that their magnitudes can be variably set. Items such as X ² , XY, and Y ² can be configured by a well-known multiplication circuit IC (eg, commercially available Motorola MC1495). Further, naturally, these quadratic function generating circuits can be replaced with a digital memory. According to the digital memory technology, it is possible to store and generate arbitrary functions of X and Y. However, as can be seen from the defocus physics described above, the necessary main correction elements are of the quadratic function form.

次にデフォーカス補正のために必要とされる磁界エネ
ルギーの大きさについて考察する。Next, the magnitude of the magnetic field energy required for defocus correction will be considered.

単位体積当りの磁界のエネルギーは周知の通りμ₀H²/
2である。即ち、H²に比例する。画面半幅偏向に必要な
磁界エネルギーをE_Mとし、デフォーカス補正用エネルギ
ーをΔＥとすると、次式が成立する。As is well known, the energy of the magnetic field per unit volume is μ ₀ H ² /
2 That is, it is proportional to H ² . When the magnetic field energy required for screen half width deflection is E _M and the defocus correction energy is ΔE, the following equation is established.

上式において、dSは補助偏向兼収差補正コイルの磁界
区間でのネック断面面積の素分である。またl₁は主偏向
コイルの、磁界区間の長さであり、l₂は補助偏向コイル
の磁界区間の長さである。以下、l₁≒l₂故、この項は省
略して考察する。 In the above equation, dS is a component of the neck cross-sectional area in the magnetic field section of the auxiliary deflection / aberration correction coil. Further, l ₁ is the length of the magnetic field section of the main deflection coil, and l ₂ is the length of the magnetic field section of the auxiliary deflection coil. Hereinafter, since l ₁ ≈l ₂ , this term will be omitted for consideration.

ネック中心から測った半径は｜▲▼｜故、面積素
分dSは、次のように表現できる。The radius measured from the center of the neck is | ▲ ▼ | Therefore, the area element dS can be expressed as follows.

dS＝πｄ（｜▲▼｜²） これを上式に代入して積分すると次式を得る。dS = πd (| ▲ ▼ | ² ) Substituting this into the above equation and integrating, the following equation is obtained.

上式において、A₂A₃の項が消去されている理由は、
z₀，z₀ ²，z₀ ³等が互いに直交関数系をなしているからで
ある。従って、第１図の巻線18,19,21,22相互間のクロ
ストークは殆んど発生しない。 In the above equation, the reason why the term A ₂ A ₃ is deleted is
This is because z ₀ , z ₀ ² , z ₀ ^3, etc. form orthogonal function systems with each other. Therefore, almost no crosstalk occurs between the windings 18, 19, 21, 22 shown in FIG.

式から判るように、A₂，A₃等の値は、ほぼ画面の対
角隅（Ｘ＝±1,Y＝±１）にて最大となる。As can be seen from the formula, the values of A ₂ , A _3, etc. are maximum at almost the diagonal corners of the screen (X = ± 1, Y = ± 1).

次に具体例を示す。（式，参照） 即ち、デフォーカス補正のために必要とされるエネル
ギーは、水平偏向エネルギーの約1/1000のオーダーの微
小量であることが判る。従って、微小な電力で、効率良
くデフォーカスを補償することができる。Next, a specific example will be described. (Expression, reference) That is, it can be seen that the energy required for defocus correction is a minute amount of the order of 1/1000 of the horizontal deflection energy. Therefore, it is possible to efficiently compensate the defocus with a small amount of power.

また、式 にて既述した通り、式 中z₁z₀の項が特に主要なデフォーカス要因となってお
り、これを補正するに必要とされるエネルギーは、上記
中の1/7200の項に対応する。対応関係をまとめて下表に
示す。Also, the formula As already described in The term of medium z ₁ z ₀ is a particularly major defocus factor, and the energy required to correct this defocus factor corresponds to the term of 1/7200 in the above. The correspondence is summarized in the table below.

デフォーカス量 必要エネルギー z₀の項 … 1/500 … 1/20000 z₀z₁の項 … 1/300 … 1/7200 z₀ ²の項 … 1/500 … 1/1200 上表において、最後のz₀ ²の項を補正するには、既述
の通り、第４図23の６極磁界を要する。このz₀ ²の項に
起因するデフォーカス量は比較的小さい。従って用途に
よっては、これの補償を省略することができる。Defocus amount Required energy z ₀ term… _1/ 500… 1/20000 z ₀ z ₁ term… _1/ 300… 1/7200 z ₀ ² term… 1/500… 1/1200 In the table above, the last to correct the z ₀ ² terms, as described previously, it requires a 6-pole field in Fig. 4 23. The defocus amount due to this term of z ₀ ² is relatively small. Therefore, depending on the application, compensation for this can be omitted.

しかし、z₀z₁に対応する項は、デフォーカス要因中の
主要な項であり、これの補正は必須である。式にもど
って、 ０＝a₂＝b₂＝b₃ の場合のΔH_av(z₀)を求めると次式を得る。However, the term corresponding to z ₀ z ₁ is the main term in the defocus factor, and its correction is essential. Back to the formula, When ΔH _av (z ₀ ) when 0 = a ₂ = b ₂ = b ₃ is obtained, the following equation is obtained.

式右辺第１項（X²の項）は、第４図の18の巻線の４
極磁界に対応しており、右辺第２項（XYの項）は、19の
巻線の４極磁界に対応している。各巻線に流すべき電流
は各々パラボラ波状のX²波形と、いわゆるバタフライ波
形状のXY波形とである。 The first term on the right side of the equation (the term of X ² ) is 4 of the winding 18 in FIG.
It corresponds to the polar magnetic field, and the second term on the right side (the XY term) corresponds to the quadrupole magnetic field of the 19 windings. The current to be passed through each winding is a parabolic wave-shaped X ² waveform and a so-called butterfly wave-shaped XY waveform.

近年、本発明の係る投写形ディスプレイとは別の分
野：直視形ディスプレイの分野にて、第４図の18の巻線
に、（X²＋Y²）の形式、即ちパラボラ波状信号の和の電
流を流して、非点収差を補正することが行れ始めてい
る。しかし該技術は、３電子銃をインライン配置した形
式のディスプレイに固有の収差であり、XYの項を含んで
いない。投写形ディスプレイにおいては、上述の通り、
X²の項に加えてXYの項をも補正することが必須であるこ
とが、上述の解析により明確化された。In recent years, in a field different from the projection type display according to the present invention: in the field of direct view type display, in the winding 18 of FIG. 4, a current of the form of (X ² + Y ² ), that is, the sum of parabolic wave signals It has begun to be corrected to astigmatism. However, this technique is an aberration unique to a display in which three electron guns are arranged inline, and does not include an XY term. In the projection display, as described above,
It was clarified by the above analysis that it is essential to correct the XY term in addition to the X ² term.

第８図にバタフライ波形（XYの波形）を示す。同図か
ら判るように、パラボラ波形とは根本的に異なる形状の
ものである。Figure 8 shows the butterfly waveform (XY waveform). As can be seen from the figure, the shape is fundamentally different from the parabolic waveform.

ところで、前出式においてA₃の実部によるデフォー
カスは、第４図の巻線23の磁界によって補正できるが、
A₃の虚部は補正できない。A₃の実部は、通常、主水平偏
向コイルの巻分布の偏移によって発生する。A₃の虚部
は、通常、主垂直偏向コイルの巻分布の偏移によって発
生する。A₃の虚部の大きさは、A₃の実部の大きさの約半
分以下と考えて良い。何故なら、主偏向コイル３の実際
の構造上、水平コイルは、CRTネックに沿って内側に巻
かれるので式中のＲの値が小さく、垂直コイルは外側
に巻かれるので、Ｒ値が 以上に大きいからである。A₃のデフォーカスへの影響は
式から判る通り、1/R²に比例する。従ってA₃の虚部の
影響は実部のそれの半分であり、これをほぼ無視でき
る。By the way, the defocus due to the real part of A _{3 in} the above equation can be corrected by the magnetic field of the winding wire 23 in FIG.
The imaginary part of A ₃ cannot be corrected. The real part of A ₃ are generally caused by a shift of the winding distribution in the main horizontal deflection coils. The imaginary part of A ₃ is usually caused by a shift in the winding distribution of the main vertical deflection coil. The size of the imaginary part of A ₃ may be considered to be about half or less of the magnitude of the real part of A _3. Because in the actual structure of the main deflection coil 3, the horizontal coil is wound inward along the CRT neck, so the value of R in the formula is small, and the vertical coil is wound outward, so the R value is This is because it is larger than that. The effect of A ₃ on defocus is proportional to 1 / R ² as can be seen from the equation. Therefore, the influence of the imaginary part of A ₃ is half that of the real part, which can be almost ignored.

最後に、本発明の補助偏向兼収差補正ヨークのポール
ピースは第４図20に示した通りの６極状とする必要は必
ずしもなく、これを第９図に示す通りトロイダル状コア
とすることができる。同図で24はトロイダルコアであ
り、18,19は収差補正コイル用巻線である。同図では巻
線をトロイダル状に示したが、代りにサドル状に構成し
ても良い。Finally, the pole piece of the auxiliary deflection / aberration correction yoke of the present invention does not necessarily have to have the six-pole shape as shown in FIG. 20 and may have the toroidal core as shown in FIG. it can. In the figure, 24 is a toroidal core, and 18 and 19 are windings for aberration correction coils. Although the winding is shown in a toroidal shape in the figure, it may be formed in a saddle shape instead.

また、第１図の２次関数発生回路12,13はいわゆる周
知のデジタルコンバージェンスと同形式としてデジタル
メモリに所望の波形を蓄積記憶させておく形式のもので
あっても良い。Further, the quadratic function generating circuits 12 and 13 of FIG. 1 may be of a type in which desired waveforms are accumulated and stored in a digital memory in the same format as so-called known digital convergence.

最後に図３、図４の各巻線の具体数値例を下記用途を
前提として示す。Finally, specific numerical examples of each winding in FIGS. 3 and 4 will be shown on the premise of the following uses.

用途 水平周波数:64kHz 垂直周波数:60Hz 画素数:1280ドット×1024ライン 数値列 第３図 21の巻線（Ｌ≒32μＨ） 21−1:25T 21−2:25T 21−3:25T 21−4:25T 22の巻線（Ｌ≒32μＨ） 22−1:14T 22−2:28T 22−3:14T 22−4:14T 22−5:28T 22−6:14T これらの巻線はその電源が±24VのＢ級プッシュプル
増幅器（第１図の９の補助偏向回路の出力部に相当す
る。）によってドライブされる。Applications Horizontal frequency: 64 kHz Vertical frequency: 60 Hz Number of pixels: 1280 dots × 1024 lines Numerical value sequence Winding of Fig. 21 (L ≈ 32 μH) 21-1: 25T 21-2: 25T 21-3: 25T 21-4: 25T 22 winding (L ≈ 32μH) 22-1: 14T 22-2: 28T 22-3: 14T 22-4: 14T 22-5: 28T 22-6: 14T These windings have ± 24V power supply. Driven by the class B push-pull amplifier (corresponding to the output section of the auxiliary deflection circuit 9 in FIG. 1).

第４図 18の巻線（Ｌ≒４μＨ） 18−1:12T 18−2:12T 18−3:12T 18−4:12T 19の巻線（Ｌ≒４μＨ） 19−1: 7T 19−2:14T 19−3: 7T 19−4: 7T 19−5:14T 19−6: 7T 23の巻線（Ｌ≒３μＨ） 23−1: 7T 23−2: 7T 23−3: 7T 23−4: 7T 23−5: 7T 23−6: 7T これらの巻線は、その電源が±5VのＢ級プッシュプル
増幅器（第１図の15,16の負帰還増幅器の出力部）によ
ってドライブされる。Fig. 4 Winding of 18 (L≈4μH) 18-1: 12T 18-2: 12T 18-3: 12T 18-4: 12T 19 winding (L≈4μH) 19-1: 7T 19-2: 14T 19-3: 7T 19-4: 7T 19-5: 14T 19-6: 7T 23 winding (L ≈ 3 μH) 23-1: 7T 23-2: 7T 23-3: 7T 23-4: 7T 23-5: 7T 23-6: 7T These windings are driven by a class B push-pull amplifier (the output of the negative feedback amplifiers 15 and 16 in FIG. 1) whose power supply is ± 5V.

［発明の効果］ 本発明によれば、偏向コイルの磁界のむらに起因する
フォーカス上の収差を、極小の電力によって補正するこ
とができ、その結果、画面の隅々まで、フォーカス性の
優れた高精細投写形ディスプレイを構成できる。また、
補助偏向用コイルと収差補正用コイルとに同一コアを共
用できるため、低廉に実現できるため、工業上の価値が
高い。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to correct the aberration on the focus caused by the unevenness of the magnetic field of the deflection coil with the minimum electric power, and as a result, it is possible to improve the focusability even in every corner of the screen. A fine projection display can be configured. Also,
Since the same core can be commonly used for the auxiliary deflection coil and the aberration correction coil, it can be realized at low cost, and thus has high industrial value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、従来技術を示す図、第3,4図は、本発明の要部８の
詳細を示す図、第５図は、偏向コイルの巻線分布と座標
系を示す図、第６図は、電子ビームの軌道を示す図、第
７図は、電子ビームの拡がりを示す図、第８図は、バタ
フライ波形を示す図、第９図は、本発明の要部８の代替
例を示す図である。 符号の説明 1:CRTフェース、2:電子銃、3:偏向コイル、4:電磁フォ
ーカスコイル、6:偏向回路、7:フォーカス回路、8:補助
偏向兼収差補正ヨーク、9:補助偏向信号発生回路、10,1
1:のこぎり波信号、12,13:2次関数発生回路、14,15:負
帰還増幅回路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a conventional technique, FIGS. 3 and 4 are diagrams showing details of a main part 8 of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing a winding distribution and a coordinate system of the deflection coil, FIG. 6 is a diagram showing the trajectory of the electron beam, FIG. 7 is a diagram showing the spread of the electron beam, and FIG. 8 is a diagram showing a butterfly waveform. , FIG. 9 is a view showing an alternative example of the main part 8 of the present invention. Description of reference numerals 1: CRT face, 2: electron gun, 3: deflection coil, 4: electromagnetic focus coil, 6: deflection circuit, 7: focus circuit, 8: auxiliary deflection and aberration correction yoke, 9: auxiliary deflection signal generation circuit , 10,1
1: Sawtooth wave signal, 12, 13: Quadratic function generator circuit, 14, 15: Negative feedback amplifier circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 美幸 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所ニューメディア工場 部内 (72)発明者 新津 一郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所横浜工場内 (56)参考文献 特開 昭63−43485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−185293（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Inventor Miyuki Ikeda 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the New Media Factory, Hitachi, Ltd. (72) Ichiro Niitsu 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Hitachi, Ltd. Yokohama Plant (56) References JP-A-63-43485 (JP, A) JP-A-63-185293 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】単一電子ビームを有する少く共一本のCRT
を具備した投写形ディスプレイにおいて、該CRTのネッ
ク部に少く共補助偏向兼収差補正用ヨーク手段を備え、
該ヨーク手段は６極ポールピース手段と第１〜第４の巻
線手段から構成され、該第１の巻線手段は、水平補助偏
向用の２極磁界を形成し、第２の巻線手段は垂直偏向用
の２極磁界を形成し、第３の巻線手段は第１の非点収差
補正用の第１の４極磁界を形成し、第４の巻線手段は第
２の非点収差補正用の第２の４極磁界を形成し、該第１
の４極磁界と第２の４極磁界とが実質的に互いに直交す
るように形成されてなる投写形ディスプレイ。1. A CRT with at least a single electron beam having a single electron beam.
In a projection type display equipped with, the neck portion of the CRT is provided with a small amount of co-auxiliary deflection / aberration correction yoke means,
The yoke means is composed of a 6-pole pole piece means and first to fourth winding means, the first winding means forming a 2-pole magnetic field for horizontal auxiliary deflection, and the second winding means. Forms a dipole magnetic field for vertical deflection, the third winding means forms a first quadrupole magnetic field for correcting the first astigmatism, and the fourth winding means forms a second astigmatism. Forming a second quadrupole magnetic field for aberration correction,
And a second quadrupole magnetic field is formed so as to be substantially orthogonal to each other. 【請求項２】上記請求項１において、６極ポールピース
手段の代りにトロイダルコア手段を用いて構成されてな
る投写形ディスプレイ。2. A projection display according to claim 1, wherein the toroidal core means is used instead of the 6-pole pole piece means.